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高效!西安建大突破精密离子筛分技术,可应用于工业废水净化等多个场景

Evelyn Zhang

二维(2D)膜在分子分离和传输中表现出特殊的性能,它们在各种广泛应用中能够大展身手。然而,二维膜的精确、快速离子筛分,常常由于水溶液中的离子插层产生溶胀现象,而受到严重限制。

在他们的研究中,来自西安建筑科技大学环境与市政工程学院、陕西省膜分离技术研究院王磊教授科研团队的成员,描述了如何使用Keggin Al13聚阳离子作为Ti3C2Tx膜的支撑,从而有效地稳定层状结构。

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更重要的是,层间距可以很容易地调整,成功实现11.5—20.0埃米范围内精确调控,并实现选择性和可调的离子筛分。

具有窄d间距的膜对一价离子表现出了增强的选择性。当应用于正向渗透脱盐过程时,该膜表现出高的NaCl排斥(99%)和快速的水通量(0.30 L m-2 h-1 bar-1)。宽d间距的膜具有显著的选择性,这取决于阳离子的价态。

将该膜应用于铁基工业废水的酸回收中,具有良好的H+/Fe2+选择性,是替代传统高分子膜的理想材料。

总体来看,他们介绍了一种可能的方法来构建具有适当结构的2D膜,以满足不同环境、资源和能源相关应用中不同的离子筛选要求。在研究中,王磊教授科研团队就有针对性地选择具有不同通道尺寸的薄膜,相继在海水淡化与冶金工业废水酸回收方向进行反复应用型研究。

此项研究对实现工业废水净化、工业废液中提取贵稀金属资源,具有重要应用价值。相关成果以“Precisely Tunable Ion Sieving with an Al13–Ti3C2Tx Lamellar Membrane by Controlling Interlayer Spacing”为题,在线发表在国际纳米材料科学顶刊《美国化学学会·纳米》(ACS Nano)上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c05649

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